[论文解读] On Mediating Supersymmetry Breaking in D-brane Models

John H. Brodie|ArXiv.org|Jan 17, 2001

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 11被引用 9

一句话总结

本文提出了一种名为'string mediation'的新机制，用于在IIA型弦理论的D-brane模型中实现超对称性自发破缺。该机制中，超对称性在隐藏的D6-膜上被打破，并通过开弦（类似规范中介）和闭弦（类似引力中介）向可见 sector 传播。关键成果是：在保持足够洛伦兹对称性并利用膜间作用力与膜弯曲效应实现两圈标量质量提升的前提下，存在一大类稳定且非超对称的膜构型，可避免出现快子态。

ABSTRACT

We consider the 3+1 visible sector to live on a Hanany-Witten D-brane construction in type IIA string theory. The messenger sector consists of stretched strings from the visible brane to a hidden D6-brane in the extra spatial dimensions. In the open string channel supersymmetry is broken by gauge mediation while in the closed string channel supersymmetry is broken by gravity mediation. Hence, we call this kind of mediation ``string mediation''. We propose an extension of the Dimopoulos-Georgi theorem to brane models: only detached probe branes can break supersymmetry without generating a tachyon. Fermion masses are generated at one loop if the branes break a sufficient amount of the ten dimensional Lorentz group while scalar potentials are generated if there is a force between the visible brane and the hidden brane. Scalars can be lifted at two loops through a combination of brane bending and brane forces. We find a large class of stable non-supersymmetric brane configurations of ten dimensinoal string theory.

研究动机与目标

• 开发一种在D-brane模型中实现超对称性破缺的机制，避免在可见 sector 产生快子态。
• 通过开-闭弦对偶性，在弦理论框架中统一规范中介与引力中介，提出'string mediation'作为混合框架。
• 确定费米子与标量质量生成的条件，同时不破坏稳定性或现象学可行性。
• 将Dimopoulos-Georgi定理推广至膜模型，表明只有分离的探测膜才能在不产生快子态的前提下破缺超对称性。
• 探讨膜弯曲与膜间相互作用如何通过两圈标量提升机制稳定非超对称构型。

提出的方法

• 利用开-闭弦通道对偶性，将规范中介（开弦扇区）与引力中介（闭弦扇区）统一于同一框架中。
• 将可见 sector 模型化为一个D-brane，隐藏 sector 模型化为额外维度中的独立D6-brane，信息传递粒子为两者之间的拉伸弦。
• 通过在额外维度中对膜进行旋转，破坏洛伦兹对称性，从而在一阶圈图中生成规范ino 质量。
• 通过膜间作用力分析标量势能的生成，其中膜弯曲提供了两圈标量提升的机制。
• 采用GSO投影与迹函数技术计算开弦谱，并检查是否存在快子态。
• 使用条件 $ Z_{NS} - Z_{R} = 0 $ 评估时空超对称性，使用 $ u = p' - p $ 判断NS扇区中快子态的存在。

实验结果

研究问题

• RQ1 在D-brane模型中，能否在不产生可见 sector 快子态的前提下破缺超对称性？
• RQ2 如何通过开-闭弦对偶性，在弦论框架中统一规范中介与引力中介？
• RQ3 膜旋转与膜间相互作用在非超对称膜构型中对费米子与标量质量的提升起到何种作用？
• RQ4 Dimopoulos-Georgi定理在膜模型中如何推广？其施加了何种约束？
• RQ5 在十维弦理论中，稳定的非超对称D-brane构型是否存在？其稳定性由何机制保障？

主要发现

• 在十维弦理论中，只要通过分离的探测膜破缺超对称性，就存在一大类稳定且非超对称的D-brane构型。
• 若膜破坏了足够多的十维洛伦兹群，费米子质量将在一阶圈图中生成，从而保护规范ino 不出现质量无量纲化。
• 标量势能由膜间作用力产生，标量可通过膜弯曲与膜间作用力的共同效应在两圈图中实现质量提升。
• ‘string mediation’机制通过开-闭弦对偶性统一了规范中介与引力中介，其中开弦通过有质量的信使粒子中介，闭弦通过树图耦合中介。
• 当ND方向数 $ u < 4 $ 时可避免快子态，确保NS扇区的稳定性。
• 该模型表明，通过开启 $ F_S $-项或 fluxes 可以提升规范ino 质量，为实现现象学上可行的非超对称谱提供了可行路径。